Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Аналитическая химия фосфора

..pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
10.7 Mб
Скачать

tioro опыта предварительно выпаривают до объема 30 мл, после чего добавляют очищенный раствор Fe(N03)3.

К раствору навески, равной 5 г, добавляют воду до 500 мл и 25 мл 4%- ного раствора KMnOi. К раство])у меньших навесок, равных 1 или 2 г, до­ бавляют воду до 250 мл и 50 мл 4%-ного очищенного раствора КМн04.

Раствор кипятят 5 мни. Через 30 мин. осадок отфильтровывают на фильтр и промывают 2 раза теплой водой.

Осадок коллектора смывают водой с фильтра в стакан, в котором про­ водилось осаждение, и промывают фильтр 20 мл горячен НС1 (1 : 1) с добав­ лением нескольких капель 30%-ного очищенного раствора 1120 2, затем горячей водой. Содержимое стакана нагревают до растворения осадка; если осадок но растворяется, прибавляют несколько капель 30%-ного очищенного раст­ вора Н20 2, кипятят и выпаривают раствор до объема 15—20 мл. Раствор разбавляют в мерной колбе до 50 мл.

В мерную колбу емкостью 100 мл помещают 10 мл полученного раствора. Анализ заканчивают фотометрическим методом, определяя фосфор в виде синего фосфорномолибденового комплекса.

Анализ можно закончить также визуальным колометрическим методом, для этого осадок коллектора растворяют в HN03 с добавлением раствора

NaN02.

Описан фотометрический метод определения фосфора в чистом железе в виде синего фосфорномолибденового комплекса, экстра­ гируемого метилизобутилкетоном. Предварительно экстрагируют метилизобутилкетоном мешающие элементы [935].

Для определения содержаний фосфора порядка 0,0001 % в желе­ зе высокой чистоты предложен метод, заключающийся в отделе­ нии Fe электролизом с IIg-катодом. Затем отделяют посредством

H2S сероводородную группу. Фосфор

определяют в

фильтрате

в

виде

синего фосфорномолибденового

комплекса с N2H4-H2S04

в

качестве восстановителя [705]. Недостаток метода — примене­

ние токсичных реагентов.

 

 

 

В металлическом железе фосфор при содержании его ниже

0,003%

определяют экстракционно-фотометрическим

методом

ввиде фосфорнованадиевомолибденового комплекса; при содер­ жании фосфора выше 0,003% его определяют титриметрическим методом после осаждения в виде фосфоромолибдата [1094].

Предложен экстракционно-фотометрический метод определе­ ния 0,0002—0,01% фосфора в чистом железе в виде синего фосфор­ номолибденового комплекса без отделения Fe. Навеску растворяют

вHN03 с добавлением Н20 2. Экстрагент — смесь «-бутанола и хлороформа, восстановитель — SnCL. Ошибка метода 0,0001% [834].

Вметаллическом никеле фосфор определяют фотоколориметрическим методом по желтой окраске фосфорномолибденовой гетеро­ поликислоты после отделения ее экстракцией смесью бутилового спирта с СНС13 [81].

При определении фосфора в металлических никеле и кобальте фосфор выделяют с коллекторами соответственно состава

141

(Mn02)x-(N i0);/-(H20 )z и (Мп02) ж-(СоО)у-(Н20 )2, образующимися в результате кипячения азотнокислого раствора, содержащего ионы Ni2+ или Со2+, Мп2+ и КМп04. Одновременно соединения Р (Ш ) окисляются до Р04_ [400, 403].

Для выполнения определения 10 г металла растворяют в 100 мл HN03 (1:1). Одновременно проводят контрольный опыт на содержание фосфора в реактивах со 120 мл очищенного раствора Ni(N03)2 или соответственно

Co(N0 3)2. [25 г Ni(N03)2-6Н20 или Co(N03)2-f)H20 растворяют при нагрева­ нии в 200 мл HN03 (1 : 5), добавляют 15 мл раствора Mh(N0 3)2 (40 г/л Ми), воду до объема 400 мл, 80 мл 4%-ного раствора КМп04, нагревают до ки­ пения и выдерживают на водяной бане 15 мин. Через 30 мин. раствор филь­ труют и разбавляют в мерной колбе до 500 мл. 1 мл полученного раствора содержит 0,01 г Ni или Со.]

Прибавляя 10 мл раствора Mn(N03)2 (40 г/л Мп), 100 мл 4%-ного очищен­ ного раствора КМпОл, раствор нагревают до кипения и выдерживают на водяной бане 15 мин. Осадку дают отстояться 30 мин. и отфильтровывают.

Осадок коллектора смывают с фильтра в стакан, в котором проводилось осаждение, и промывают фильтр 20 мл горячей НС1 (1 : 1) с добавлением не­ скольких капель 30%-ного очищенного раствора Н20 2. Раствор кипятят, выпаривают до объема 40—50 мл и разбавляют водой в мерной колбе до

100мл.

В мерную колбу емкостью 100 мл помещают 20 мл полученного раствора

изаканчивают анализ фотометрическим методом, основанным на образовании синего фосфорномолибденового комплекса.

Для анализа металлического никеля применяют ионообмен­ ную смолу дауэкс-1 Х8. После отделения фосфор переводят в Н3Р04 и титруют NaOH в присутствии бромтимолового синего в качестве индикатора [874].

Предложен фотометрический метод определения микроколи­ честв фосфора в никеле и его сплавах, основанный на образовании комплекса желтой фосфорномолибденовой гетерополикислоты с бриллиантовым зеленым в смеси четыреххлористого углерода и бутанола (2 : 1). Экстракцию проводят в присутствии комплек­ со м III и тиомочевины [402].

Спектральные методы

Спектрографическое определение фосфора в сталях и чугунах

Для определения фосфора в нелегированных сталях на квар­ цевом спектрографе средней дисперсии обычно используют ге­ нератор дуги переменного тока (типа ДГ-2) [331, 426]. Ток дуги 12 —14 а, ток в первичной обмотке трансформатора — 0,4 а. Ана­ литический промежуток 2,5 мм, вспомогательный промежуток 0,6— 0,8 мм. Подставной электрод — угольный стержень. Во избе­ жание быстрого обгорания противоэлектрод диаметром 6 мм

142

лучше затачивать на полусферу, более удобны угли диаметром 8 —12 мм, затачиваемые на усеченный конус с диаметром рабочей площадки ~ 3 мм. Фотопластинки спектрографические типа III. Аналитическая пара линий Р 214,914—Ге 214, 579 или 215, 018 нм. Нижний предел определяемых содержаний фосфора ~ 0,01%.

Деревягиным [102] было предложено определять фосфор из порошкообразной пробы, чтобы устранить обеднение поверхност­ ного слоя массивного образца, затрудняющее анализ. Порошок или мелкие стружки наносятся на торец нижнего железного электрода диаметром 8 мм до образования конуса максимальных

размеров. После этого на 1 —2 сек. включается дуга

для сплав­

ления пробы. Затем электроды устанавливаются на

расстоянии

1 —2 мм и генератор переключается в режим низковольтной искры. Признаки для полуколичественного определения фосфора

в сталях приведены ниже:

Р, %

Интенсивность, нм

Р,

%

Интенсивность, нм

до 0,07

Р 604,305 <

Fe 605,600

> 0 ,2

до 0,3

Р 604,305 > F e

605,600

>0,07 до 0,1

Р 604,305 <

Fe 605,606

> 0 ,3

до 0,4

Р 604,305 > F e

605,600

> 0,1 до 0,2

Р 604,305 <

Fe 605,600

 

 

 

 

Для ускоренного определения фосфора в сталях можно исполь­ зовать метод сравнения линий, аналогичный стилоскопическому. В данном случае сравнивать почернения, рассматривая под спектропроектором мокрую пластинку. Преимущество такого варианта перед способом фотометрического интерполирования заключается в возможности увеличения производительности работы, так как на фотопластинку можно сфотографировать большее число спект­ ров. Аналитические признаки приведены в табл. 23.

Куделя и Демьянчук [100, 101, 190—197] разработали методи­ ку определения фосфора в сталях и сварных швах, начиная от

Т а б л и ц а 23

Аналитические признаки для ускоренного спектрографического определения фосфора (Р 214, 914) в углеродистых и низколегированных сталях

Линии железа

Соотношение Примерное со­

Линии железа

ин­

X, нм

интенсивно­

держание фос-

ин­

X, им

стей линий

фора, %

декс

 

 

 

декс

 

Соотношение

Примерное

интенсивно­

содержание

стей линий

фосфора, %

1

214,850

1<2

0,035

4

214,719

1=4

0,055

 

 

1=2

0,040

 

 

1>4

0,060

2

215,018

1>2;

1=3

0,045

 

 

1>5

>0,060

3

214,779

1>3;

1<4

0,050

 

 

 

 

143

концентраций 0,008—0,010% при средней относительной ошибке

+3 -7 % .

Вкачестве источника света авторы используют генератор дуги перемен­ ного тока (ток дуги — 14 а), противоэлектрод угольный. Съемку спектров производят без конденсора при расстоянии от разряда до щели 180 мм. Продолжительность экспонирования 30—45 сек. в зависимости от чувстви телыюсти пластинок. Метод позволяет проводить локальный анализ сталей

исварных швов.

Кчислу таких работ относится определение фосфора в много­ слойных швах и наплавках, изучение распределения его по длине

иплощади поперечного сечения швов, определение его в слое ме­

талла толщиной около 0,02—0,03 мм Г194J. Применяя эту методи­ ку для исследования распределения фосфора по площади попе­ речного сечения сварных швов и наплавок, авторы установили, что фосфор в наплавленном металле, в отличие от проката, рас­ пределен весьма равномерно. Вследствие различий в концентра­ ции железа в сварных швах по сравнению с концентрацией в стали и эталонах, возникают систематические ошибки при анализе по относительным интенсивностям линий. Поэтому для анализа сварных швов авторы рекомендуют использовать построение графиков по абсолютным почернениям линий.

Более подробные методики определения фосфора в сталях с дугой переменного тока для решения различных производствен­ ных задач приведены в работах [270, 308, 731, 750, 919].

Кремпль и Бертрам [886] предложили спектральный метод определения фосфора в сталях при возбуждении спектра генера­ тором низковольтной искры с электронным управлением.

Наилучшие результаты были получены при следующих параметрах ге­ нератора: емкость 6 мкф, индуктивность 150 мкгн и напряжение 1 кв. Наи­ более подходящей линией для определения фосфора, по мнению авторов, является линия Р 317,5 нм. Из-за больших колебаний содержания железа в сталях в качестве внутреннего стандарта взят фон. Оба электрода берут в виде закругленных полированных на концах стержней из анализируемой пробы. Искровой промежуток 4 мм, обыскривание 30 сек., продолжительность экспонирования 180 сек. Авторы вели определение фосфора по линиям Р 225,4 и Р 317,5 нм в пределах концентраций 0,01—0,86% с ошибкой единич­ ного определения ±3 оти.%. Однако попытка Экхарда [652] воспроизвести условия возбуждения линии Р 317,5 нм, описанные в работе [886], не дала положительных результатов. Автор объясняет это наложением линий железа, олова и молибдена.

Определению фосфора в сталях и чугунах с возбуждением спектра в атмосфере воздуха на спектрографах с фотоэлектриче­ ской регистрацией и на обычных воздушных многоканальных квантометрах посвящено большое количество работ [127, 128, 363, 560, 562, 563, 729, 748, 749, 816, 817, 825, 939, 989]. Обычно

144

определение ведут по линии Р 214, 911 нм, которая выделяется или узкой выходной щелью (0,02—0,04 мм) или отделяется от ли­ нии Си 214, 897 нм при помощи дополнительной призмы. Реже используют линии Р 213,62 и Р 253,48 нм. В качестве внутреннего стандарта используют линию железа (например, Fe 273,9 нм) или фон. Противоэлектрод угольный диаметром 6 мм, заточенный на усеченный конус, межэлектродиый промежуток 3 мм. Для воз­

буждения спектра используют

низковольтный дуговой разряд

со следующими параметрами:

емкость 40 мкф, самоиндукция

50 мкгн, сопротивление 50 ом, образец — анод. Область опреде­ ляемых концентраций 0,003—0,7% фосфора. Среднеквадратич­ ная ошибка определений 5—6 отн. %.

Методы определения фосфора в чугунах мало отличаются от методов определения в сталях [10, 241, 318, 426]. Определение ведут при возбуждении спектров в дуге'переменного тока силой 8— 12 а (генератор ДГ-1 или ДГ-2). Спектрограф средней дисперсии, ширина щели 0,015—0,020 мм, освещение с помощью стандартной трехлинзовой системы конденсоров. В качестве подставного электрода используется угольный (иногда никелевый) стержень большого диаметра (8—12 мм), заточенный на усеченный конус с диаметром площадки 2—3 мм [318]. Предварительный обжиг обычно не производится. Съемка на фотопластинки «спектрографические» типа III, в течение 30—60 сек. (в зависимости от чувствительности эмульсии). Аналитические пары линий: Р 213, 620 — Fe 213, 20 нм и Р 214, 911 — Fe 214,520 нм. Средняя ошибка единичного измерения 5 отн.%.

При возбуждении спектра фосфора разрядом конденсированной искры емкость генератора увеличивают до 24 пф и индуктивность до 1,5 мкгн. Применяют спектрограф средней дисперсии с трехступенчатым ослабителем; обыскривание 90 сек., продолжительность экспонирования 30 сек. Проти­ воэлектрод медный. Аналитическая пара линий Р 255,32 — Fe 225,37 нм.

Разработан метод определения фосфора в сером чугуне [112] на несколько измененном стилометре СТ-7. Питание активирующего разрядника осущест­ вляется от вторичной обмотки высокочастотного трансформатора; электроды активизатора — железные стержни диаметром 8 мм; вместо индукционной катушки используют два витка медного провода диаметром 2 мм, намотанных на отклоненную вторичную обмотку высокочастотного трансформатора. Емкости конденсаторов разрядного контура увеличены до 64 мкф. Для уве­ личения жесткости разряда в промежуток подается водяной пар. В качестве аналитических линий используются линии Р 604,305 и Р 606,00 нм; область определяемых концентраций 0,07—0,15%, ошибка определения фосфора

6—8 отн.%.

Спектрографическое определение фосфора в ферросплавах

Условия, оптимальные для определения фосфора в сталях и чугунах, оказываются благоприятными и в случае определения фосфора в феррохроме [382, 424, 426].

145

Обычно принята следующая методика. Спектрограф кварцевый, средней дисперсии, с трехлинзовой конденсорной системой. Ширина щели спектро­ графа 0,02 мм. Промежуточная диафрагма — круглая. Источник возбужде­ ния спектра — генератор ДГ-1 или ДГ-2 в дуговом режиме, сила тока 15 а. Величина аналитического промежутка 2,5 мм, противоэлектрод — уголь­ ный или графитовый стержень диаметром 8—12 мм, заточенный на полусфе­ ру. Вес эталона или анализируемой пробы должен быть не менее 200 г. Фотографические пластинки «спектрографические», тип III. Продолжитель­ ность экспонирования 60—90 сек. в зависимости от чувствительности эмуль­ сии, без предварительного обжига. Аналитическая пара линий Р 214,91 —

Сг 214,04 нм.

В этих условиях возможно определение фосфора в феррохроме, начи­ ная с содержания от 0,02% и выше со средней квадратичной погрешностью результата, среднего из трех определений ~ 7 отн. %. Образцы содержат углерод в пределах 0,23—3,17%. Изменение содержания углерода не вносит ошибок в результаты определения фосфора. При необходимости произ­ водится учет влияния хрома на результаты определений содержания фос­ фора [420].

Определение фосфора в ферромарганце осуществляют анало­ гично определению его в феррохроме [382, 425, 426].

Порошкообразную пробу вводят в разряд в виде брикетов, содержащих смесь пробы с железным порошком в отношении 1 : 1 . 0 т тщательно переме­ шанной в агатовой ступке смеси’отбирают навеску в 1 г и прессуют ее в таблет­ ку диаметром 7 мм, высотой 4 мм в стальной прессформе при дав­ лении 3 т/см2. Для возбуждения спектров используют генератор ДГ-1 или ДГ-2 в дуговом режиме; сила тока 14—15 а. Брикет помещают на металли­ ческую подставку. Несмотря на применение разряда повышенной мощности, проба-таблетка к металлической подставке не приваривается. Величина

аналитического промежутка 3,0 мм,

величина промежутка разрядника 0,6 мм.

Подставной

электрод — угольный

или

графитовый стержень

диаметром

8—12 мм,

заточенный на полусферу.

Съемку производят на

пластинках

«спектрографические» тип III при ширине щели спектрографа 0,02 мм, в течение 15—40 сек. в зависимости от чувствительности фотопластинок. Пред­ варительный обжиг не производится. Для того, чтобы предохранить передний конденсор от брызг расплавленного металла, целесообразно ^установить экран с отверстием диаметром 5—7 мм на половине расстояния от источника до линзы (так, чтобы не уменьшить сечение пучка света, ограничиваемого диафрагмой на конденсоре! или использовать защитную кварцевую пла­ стинку.

Длина волн аналитических линий Р 213,620 — Fe 213,202 нм (исполь­ зование для сравнения линий марганца или фона ухудшает воспроизводи­ мость). Воспроизводимость результатов (средних из трех параллельных оп­ ределений) характеризуется средней квадратичной ошибкой ~ 4 отн.%. Определяемое содержание фосфора > 0,15%.

146

Спектрографическое определение фосфора в цветных сплавах

Определение фосфора в титане и его сплавах производят с ис­ пользованием метода фракционной дистилляции [18, 216, 243, 245]. Применяя эффект фракционного испарения, благодаря которому на спектрограмме отсутствует сложный спектр титана и других компонентов сплава, можно существенно повысить чувствитель­ ность определения. Анализируемый порошок или стружку титана переводят в окись нагреванием в атмосфере воздуха при темпе­ ратуре 1000—1100° С. При необходимости ускорить этот процесс и при обработке некоторых трудноокисляемых образцов окисле­ ние производят в токе кислорода при температуре 900—4000° С. Как показывает опыт, ни в том, ни в другом случае не наблюдается потерь. Полученные окислы растирают в плексигласовой ступке.

Анализ выполняют на спектрографе средней дисперсии с применением дуги постоянного тока силой 8 а, проба — анод. Для усиления эффекта фракционного испарения к окиси образца добавляют смесь серы и угле:; ислого натрия (в отношении 1 : 5) [275]. Эталоны готовят механическим смеши­ ванием чистой окиси титана с чистой Р20 5 или Mg2P20 7. При выполнении анализа 25 мг пробы (или 60 мг смеси пробы с серой и углекислым натрием) набивают в канал угольного электрода. Диаметр канала 3,5—4 мм, глубина 7— 10 мм. Свет дуги фотографируют с однолинзовой осветительной системой, проектирующей на щель резкое изображение дуги, увеличенное в четыре раза [275]. Ширина щели 0,015 мм, высота не более 1,5 мм.

Расстояние между электродами поддерживают равным 1,5—2 мм; на щель спектрографа следует проектировать прианодный участок разряда. Диафрагмирование однолинзового конденсора следует производить таким образом, чтобы плотность почернения фона в области 290,00 нм равнялась 0,4—0,5 ед. Продолжительность экспонирования 45—90 сек. Кроме того, фотографируют спектр железа через девятиступенчатый ослабитель с исполь­ зованием трехлинзовой системы освещения.

На полученных спектрограммах фотометрируют линию Р 255,328 нм и фон непрерывного спектра вблизи линии. Переход от почернений к интен­ сивностям осуществляется с помощью характеристических кривых, постро­ енных по маркам почернений ступенчатого ослабителя. Интенсивность линий находят вычитанием интенсивности фона из суммарной интенсивности (линии и фона).

По полученным средним значениям интенсивностей линий в спектрах эталонов строят градуировочные графики в координатах: логарифм интен­ сивности линии (lg 1Я) — логарифм концентрации (lg С). Чувствительность определения фосфора 0,005%, средняя относительная ошибка метода 5—8%.

Определение фосфора в алюминиевых сплавах производят на спектрографе средней дисперсии с возбуждением спектра генератором переменного тока силой 10 а [617, 618].

Анализируемые пробы отливают в металлическую изложницу в виде стержней диаметром 6 мм. Для определения фосфора в интервале концен­

147

траций 2-1СГ4—-2-1СГ2% применяют химическое обогащение. Экстракт выпаривают досуха, смешивают со 100 мг графитового порошка и испаря­ ют из канала угольного электрода. Определение проводят по ли­ нии Р 255,49 нм. Градуировочный график строят в координатах ДS — lg С.

Точность определений составляет 10—15 отн.%.

Определение фосфора в меди и медных сплавах осуществляют как с искровым [60, 261J, так и с дуговым [41, 96, 297, 1091, 1196, 1197] возбужде­ нием спектра. Искровым возбуждением пользуются в случае анализа брон­ зовых сплавов на приборах средней дисперсии с использованием метода фотометрического интерполирования. Постоянный электрод — медный, диа­ метром 8 мм, заточенный на полусферу;'аналитический промежуток 2,5— 3,5 мм. Аналитические пары линий: Р 255,49—Си 252,7 нм, Р 283,3 — Си

284,4 нм или Р 253,6 — Си 249,2 нм.

Вслучае дугового возбуждения [96] анализ ведут методом трех эталонов

свозбуждением спектров проб в дуге переменного тока (генератор ДГ-1 или ДГ-2) при силе тока 4 а и межэлектродпом промежутке 2 мм. Порошки эта­

лонов и проб (в виде СиО) засыпают в угольные электроды. Эталоны и пробы

разбавляют в отношении 5 : 2 угольным порошком. Угли предварительно об­ жигают 20 сек. в дуге постоянного тока при 18 а. Эталоны готовят на основе окиси меди. Примеси в основу вводят в виде FePCH • 2Н20 . Аналитическая пара линий Р 255, 328 — Си 263, 000 нм. Градуировочные графики строят в

координатах ДS — lgC. Чувствительность определения фосфора 1-10~2%. Средняя квадратичная относительная ошибка определения 5—10 отн. %.

Представляет интерес определение фосфора с помощью гдобульной дуги в качестве источника возбуждения спектра [11961197].

Для получения более воспроизводимых результатов опре деления целесообразно анализируемую пробу переводить в окисел (СиО). Для этого пробу помещают на торец массивного угольного или медного электрода (диаметром 10 мм) внутри камеры, запол­ ненной кислородом, и включают на 2—3 сек. дугу с силой тока 9 а. За это время проба успевает полностью расплавиться и окис­ литься; потерь определяемых примесей не происходит. Предло­ женный метод позволяет определять 0,002—0,1% фосфора с ошиб­ кой 14 отн.% и более 0,1% фосфора с ошибкой 5 отн.%.

В случае отбора проб импульсным электроконтактным пробоот­ борником [41] рекомендуется возбуждать одновременно два мед­ ных электрода. Для увеличения количества отбираемого вещества на поверхность пробы наносят тонкий слой машинного масла. Таким методом отбирают пробы бронз ОЦС, АЖМЦ и ОФ и лату­ ней ЛС и ЛК. Спектры возбуждают в дуге переменного тока при 3 а и региструруют на спектрографе средней дисперсии в течение 40 сек. Аналитическая пара линий Р 255,3—Си 244,1 нм. Рассмат­ риваемый метод отбора проб позволяет полностью устранить влия­ ние «третьих составляющих» на результаты анализа.

Шлепкова [446, 447] разработала методику определения фос­ фора в медных сплавах на стилометре СТ-7.

148

Спектр возбуждают разрядом низковольтной искры от генератора ДГ-2 нри токе 3,5 а и токе питания трансформатора 0,3 а. В качестве противоэлектрода используют медный электрод, заточенный на усеченный конус. Аналити­ ческая линия Р 604, 305 нм. Для сравнения берут линию N 594, 167 нм. Лучшая воспроизводимость достигается при большом введении фотометри­ ческих клиньев,ширине щели 0,06 мм и искровом промежутке 0,5 мм. Стаби­ льное излучение начинается после 30-секундного горения искры и продол­ жается 1,5—2 мин. Продолжительность анализа фосфористой бронзы 4 —6 мин. Квадратичная ошибка единичного определения 20%, что вынужда­ ет производить несколько независимых отсчетов.

Определение фосфора в кальций-никель-фосфатном катализа­ торе ведут в дуге переменного тока [111J. Б качестве эталонов используют пробы из производственных партий катализатора, многократно проанализированные химическим методом. Пробу прокаливают 1 час при температуре 500—800° С, затем 0,1 г пробы смешивают с 1,6 г смеси, состоящей из S i02, С и Bi20 3. Кремний в смесь вводят для образования силиката кальция, легко диссо­ циирующего в плазме дуги, в результате чего исключается влия­ ние кальция на степень диссоциации соединений фосфора. Готовую смесь помещают в канал угольного электрода диаметром 1,8 мм, глубиной 4 мм и толщиной стенки 0,9 мм. Спектры регистрируют на кварцевом спектрографе средней дисперсии. Продолжитель­ ность экспонирования 20 сек. Аналитическая линия Р 253,57 нм. Ошибка определения фосфора 4 отн.%; продолжительность ана­ лиза 1,5 часа.

Спектрографическое определение фосфора в технически чистых веществах

Анализ бора заключается в удалении его из навески 0,1 г в виде борноме­ тилового эфира с последующим спектральным определением фосфора из азот­ нокислого раствора [303]. 0,5 мл раствора выпаривают на специальном гра­ фитовом электроде, выточенном в виде шляпки гвоздя, который нагревают до 200—250° С при помощи нихромовой спирали. Затем графитовую шляпку полностью сжигают в дуге переменного тока силой 5 а в течение 20—30 сек. Спектры фотографируют на спектрографе средней дисперсии. В качестве внутреннего стандарта используют фон. Эталоны готовят в виде растворов солей элементов. Чувствительность определения фосфора в боре 1-10_4%

[240].

 

Определение

фосфора в кремнии, двуокиси кремния, кварце

и германии ведут

химико-спектральным методом [56]. Химическое

обогащение проб проводят путем удаления кремния в виде SiF4, а германия в виде GeCl4, для чего элементарный кремний обраба­ тывают при нагревании смесью HF и IiN 0 3, S i02 и кварц — фто­ ристоводородной кислотой и германий — смесью НС1 и H N 03.

Полученные растворы выпаривают на угольном порошке, который по­ мещают в кратер графитового анода. Эталоны готовят введением водного

149

раствора КН2Р04 в угольный порошок. Спектры возбуждают в дуговом раз­ ряде (10 а) в течение 30 сек. и регистрируют на кварцевом спектрографе средней дисперсии. Градуировочные графики строят в координатах S — lgC по линии Р 253,56 нм. Чувствительность определения фосфора 3-10~5%. Средняя квадратичная ошибка при анализе кремния 50 отн.%, двуокиси кремния и кварца 14% и германия 20 отн. %.

Спектрографическое определение фосфора в карбиде кремния ведут или химико-спектральным методом в атмосфере воздуха [142, 449, 450] или прямым в атмосфере аргона [964]. Прямой метод определения [964] имеет чувствительность 3-10~5%, что до­ стигается значительным снижением уровня фона при сжигании проб в атмосфере аргона.

] Эталоны готовят последовательным разбавлением исходной смеси карбида кремния с окисью фосфора. Для создания внутреннего стандарта вводят Ge20 5. Приготовление эталонов с содержанием примесей менее 1-10~6% нецелесообразно из-за невозможности обеспечить однородность ве­ щества. Эталоны готовят в стеклянной посуде, так как электрический заряд на посуде из пластиков способствует отделению примесей от основы. Возбуж­ дение проб производят в стеклянной камере при пропускании 600 мл аргона в минуту. Перед включением источника камеру промывают газом в течение 5 мин. Спектры возбуждают в дуге постоянного тока при 20 а и дуговом про­ межутке 4 мм. Электрод с пробой включают анодом и на щель прибора про­

ектируют прианодную область. Спектры

фотографируют на

спектрографе

с большой дисперсией. Градуировочные

графики строят в

координатах

ДS — lgC.

 

 

Химико-спектральное определение фосфора в карбиде кремния на воздухе,ведут на спектрографе средней дисперсии [142, 449,450].

Для этого кристаллическую пробу измельчают в ступке и готовят взвесь порошка в дважды перегнанной HN03. Взвесь дважды центрифугируют, про­ мывают бидистиллятом, высушивают и порции пробы по 100 мг помещают в графитовые стаканчики (внутренний диаметр 4 мм, глубина 7 мм). Отделе­ ние примесей от основы осуществляют методом испарения при нагревании стаканчика до температуры 1850° С в течение 3 мин. Приемные графитовые электроды с конденсатом в дальнейшем используют в качестве нижних элект­ родов дуги переменного тока силой 8 а. Аналитическая линия Р 255,33 нм. Чувствительность определения фосфора 3,10~6%. Среднеквадратичная ошиб­ ка 15—20% отн.

Определение фосфора в цирконии высокой чистоты [99, 722, 970] осуществляют на кварцевом спектрографе средней дисперсии.

Для этого пробу в виде порошка, фольги или стружки [99] растворяют в конц. HjsSC>4 в кварцевой чашке, раствор выпаривают, высушивают, прока­ ливают три часа при 800° С до образования окиси циркония и добавляют 1 % AgCl (носитель) в виде 5%-ного раствора AgCl в 25%-ном растворе N H 4O H .

Навеску циркония растворяют в HF (d 1,15). После добавления конц. H^SOi и выпаривания нолучают Zr(SC>4)2, который точно так же высушивают и про­

150

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ